Μαθηματικά πρότυπα και αλγόριθμοι για προβλήματα εφοδιαστικής διαχείρισης: η περίπτωση των επικίνδυνων φορτίων

Abstract

Η µεταφορά επικίνδυνων φορτίων αποτελεί µία από τις πιο σηµαντικές οικονοµικές δραστηριότητες των βιοµηχανικά ανεπτυγµένων κρατών. Το κόστος µεταφοράς και οι σφοδρές εν δυνάµει επιπτώσεις ενός ατυχήµατος επικίνδυνων φορτίων προσδίδουν στο πρόβληµα δροµολόγησης των επικίνδυνων φορτίων ιδιαίτερη βαρύτητα. Σηµαντική ερευνητική δραστηριότητα έχει επικεντρωθεί τις τελευταίες δύο δεκαετίες στην ανάπτυξη µαθηµατικών προτύπων και αλγορίθµων για τον προσδιορισµό οικονοµικών ή/και ασφαλών διαδροµών µεταφοράς επικίνδυνων φορτίων µεταξύ ενός ή περισσοτέρων σηµείων αφετηρίας σε ένα ή περισσότερα σηµεία προορισµού. Έλλειµµα ερευνητικής δραστηριότητας εντοπίζεται στον προσδιορισµό διαδροµών και χρονικού προγραµµατισµού οχηµάτων για τη διανοµή επικίνδυνων φορτίων. Στόχος της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η διαπραγµάτευση του προβλήµατος προσδιορισµού διαδροµών ελαχίστου κόστους και διακινδύνευσης σε ένα οδικό δίκτυο µεταφορών για τη διανοµή επικίνδυνων φορτίων. Η διασφάλιση οικονοµικών και ασφαλών διαδροµών για τη διανοµή επικίνδυνων φορτίων επιτυγχάνεται µε την επίλυση των δύο ακόλουθων προβληµάτων εφοδιαστικής διαχείρισης: (i) δροµολόγησης και χρονικού προγραµµατισµού ενός στόλου οχηµάτων διανοµής επικίνδυνων φορτίων µε στόχο την ελαχιστοποίηση του κόστους µεταφοράς και της συνολικής διακινδύνευσης, και (ii) τη χωροθέτηση ενός στόλου οχηµάτων αντιµετώπισης ατυχηµάτων επικίνδυνων φορτίων στο δίκτυο οδικών µεταφορών επικίνδυνων φορτίων µε στόχο την παροχή ενός υψηλού επιπέδου εξυπηρέτησης ενός ατυχήµατος µε επικίνδυνα φορτία. Το πρόβληµα χωροθέτησης των κινητών µονάδων αντιµετώπισης ατυχηµάτων επικίνδυνων φορτίων δρα συµπληρωµατικά στο πρόβληµα δροµολόγησης των επικίνδυνων φορτίων, αφού οι θέσεις των κινητών µονάδων αντιµετώπισης προσδιορίζονται µε βάση τις διαδροµές των οχηµάτων διανοµής επικίνδυνων φορτίων. Η συµπληρωµατικότητα των δύο αυτών προβληµάτων εφοδιαστικής διαχείρισης συµβάλει σηµαντικά στη διασφάλιση ενός υψηλού επιπέδου ασφάλειας κατά τη διανοµή επικίνδυνων φορτίων. Η παρούσα διδακτορική διατριβή αναλύει xii τον προσδιορισµό των εναλλακτικών αποτελεσµατικών διαδροµών. Ο προσδιορισµός του προβλήµατος χωροθέτησης των κινητών µονάδων αντιµετώπισης ατυχηµάτων επικίνδυνων φορτίων βασίσθηκε στην ισχύουσα πρακτική του αρµόδιου φορέα (Πυροσβεστικό σώµα) και οδήγησε στην ανάπτυξη ενός µαθηµατικού προτύπου ακέραιου γραµµικού προγραµµατισµού. Η επίλυση του προβλήµατος επιτυγχάνεται µε την ανάπτυξη ενός νέου ευρετικού αλγορίθµου χωροθέτησης. Τα αποτελέσµατα της αξιολόγησης των δύο ευρετικών αλγορίθµων που αναπτύχθηκαν στο πλαίσιο της παρούσας έρευνας είναι ιδιαίτερα ενθαρρυντικά.